DE102012105310A1 - Vehicle with a spring device with specifiable cross spring characteristic - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten (102) und einer Fahrwerkseinheit (104), wobei der Wagenkasten (102) über wenigstens eine Federeinrichtung (108) in einer Fahrzeughöhenrichtung auf der Fahrwerkseinheit (104) abgestützt ist. Die Federeinrichtung (108) umfasst ein erstes Kontaktelement (109), ein zweites Kontaktelement (110) und wenigstens eine Federeinheit (111), wobei das erste Kontaktelement (109), das zweite Kontaktelement (110) und die wenigstens eine Federeinheit (111) kinematisch in Serie zwischen dem Wagenkasten (102) und der Fahrwerkseinheit (104) angeordnet sind. Das erste Kontaktelement (109) ist derart angeordnet, insbesondere um eine Schwenkachse (113.1) schwenkbar gelagert, und dem zweiten Kontaktelement (110) derart zugeordnet, dass das erste Kontaktelement (109) bei einer Auslenkung des Wagenkastens (102) in einer Fahrzeugquerrichtung, insbesondere unter einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse (113.1), das zweite Kontaktelement (110) an unterschiedlichen Kontaktpunkten (114.1) wenigstens einer Kontaktpunktkurve (114) kontaktiert.The present invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, comprising a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle body (102) and a chassis unit (104), wherein the vehicle body (102) has at least one spring device (108) in a vehicle height direction on the chassis unit ( 104) is supported. The spring device (108) comprises a first contact element (109), a second contact element (110) and at least one spring unit (111), wherein the first contact element (109), the second contact element (110) and the at least one spring unit (111) kinematically are arranged in series between the car body (102) and the chassis unit (104). The first contact element (109) is arranged such that it is pivotably mounted in particular about a pivot axis (113.1) and associated with the second contact element (110) in such a way that the first contact element (109) deflects the car body (102) in a vehicle transverse direction, in particular under a pivoting movement about the pivot axis (113.1), the second contact element (110) contacts at different contact points (114.1) of at least one contact point curve (114).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten und einer Fahrwerkseinheit, wobei der Wagenkasten über wenigstens eine Federeinrichtung in einer Fahrzeughöhenrichtung auf der Fahrwerkseinheit abgestützt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Federeinrichtung eines solchen erfindungsgemäßen Fahrzeugs.The present invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with a car body and a chassis unit, wherein the car body is supported on at least one spring device in a vehicle height direction on the chassis unit. The present invention further relates to a corresponding spring device of such a vehicle according to the invention.
Bei Schienenfahrzeugen (aber auch bei anderen Fahrzeugen) ist der Wagenkasten in der Regel gegenüber den Radeinheiten (beispielsweise Radpaaren oder Radsätzen), über eine oder mehrere Federeinrichtungen in einer Fahrzeughöhenrichtung federnd gelagert. Querbeschleunigungen, welche beispielsweise bei Bogenfahrt in einer Fahrzeugquerrichtung (also quer zur Fahrtrichtung bzw. quer zu einer Fahrzeuglängsachse) wirken, bedingen bei solchen Fahrzeugen in der Regel eine Querauslenkung des Wagenkastens bezüglich der Radeinheiten, welche von den Federeinrichtungen aufgenommen werden müssen.In rail vehicles (but also in other vehicles) of the car body is usually resiliently mounted relative to the wheel units (for example, wheel pairs or sets of wheels), via one or more spring devices in a vehicle height direction. Transverse accelerations, which act, for example, when traveling in a transverse direction (ie transversely to the direction of travel or transverse to a vehicle longitudinal axis), in such vehicles usually cause a transverse deflection of the car body with respect to the wheel units, which must be absorbed by the spring devices.
Hierbei besteht häufig das Problem, dass sich je nach Gestaltung der verwendeten Federeinrichtungen eine gewünschte Querfedercharakteristik (also ein gewünschter Verlauf des Widerstands der Federeinrichtung gegen die Querauslenkung des Wagenkastens) nur mit vergleichweise aufwändigen Mitteln realisieren lässt. Die Querfedercharakteristik ist dabei sowohl im Hinblick auf den Fahrkomfort für die Passagiere aber auch im Hinblick auf die Fahrsicherheit des Fahrzeugs, beispielsweise dessen Entgleisungssicherheit, von Bedeutung.In this case, there is often the problem that, depending on the design of the spring devices used, a desired transverse spring characteristic (ie a desired profile of the resistance of the spring device against the transverse deflection of the car body) can only be realized with comparatively complex means. The transverse spring characteristic is important both with regard to the ride comfort for the passengers but also with regard to the driving safety of the vehicle, for example its derailment safety.
Bei herkömmlichen Federsystemen, insbesondere bei herkömmlichen Federsystemen mit Luftfedern und/oder Stahlfedern, ist das maßgebliche Kriterium für die Auslegung der Federcharakteristik jedoch naturgemäß zunächst die Stützfunktion in der Fahrzeughöhenrichtung. Dieser Fokus auf die Abstützung des Wagenkastens in der Fahrzeughöhenrichtung lässt in der Regel jedoch wenig Spielraum für eine einfache Anpassung der Querfedercharakteristik (also der Federcharakteristik der Abstützung in der Fahrzeugquerrichtung).In conventional spring systems, in particular in conventional spring systems with air springs and / or steel springs, however, the decisive criterion for the design of the spring characteristic is naturally first the support function in the vehicle height direction. However, this focus on the support of the car body in the vehicle height direction usually leaves little room for a simple adaptation of the transverse spring characteristic (ie the spring characteristic of the support in the vehicle transverse direction).
Bei solchen konventionellen Gestaltungen sind daher typischerweise eine oder mehrere in Fahrzeugquerrichtung wirkende separate Federelemente und/oder Dämpferelemente vorgesehen, um die Querfedercharakteristik der Abstützung des Wagenkastens an einem gewünschten Verlauf anzupassen. Hierdurch erhöht sich aber der ohnehin schon vergleichsweise hohe Bauraumaufwand für derartige Federungen noch weiter. Dies ist insbesondere bei modernen Schienenfahrzeugen mit der vergleichsweise hohen Anzahl von im Bereich des Fahrwerks anzuordnenden Komponenten von Nachteil.In such conventional designs, therefore, one or more separate spring elements and / or damping elements acting in the vehicle transverse direction are typically provided in order to adapt the transverse spring characteristic of the support of the car body to a desired course. As a result, however, the already comparatively high space requirement for such suspensions increases even further. This is particularly disadvantageous in modern rail vehicles with the comparatively high number of components to be arranged in the region of the chassis.
Insbesondere im Zusammenhang mit so genannten Niederflurfahrzeugen sind beispielsweise aus der
Bei diesen Gestaltungen sind die Anforderungen an den verfügbaren Bauraum zwar etwas relaxiert, da die Federeinheit dank der Hydraulikleitung an einer von der (die Stützkraft vermittelnden) Hydraulikeinheit (nahezu) beliebig weit entfernten Position angeordnet werden kann, an welcher ausreichend Bauraum zur Verfügung steht. Jedoch ist auch hier wiederum die Querfedercharakteristik nur mit ähnlichem Aufwand wie bei den oben beschriebenen Gestaltungen modifizierbar. Demgemäß müssen auch hier in der Regel ein oder mehrere in Fahrzeugquerrichtung wirkende Federelemente und/oder Dämpferelemente vorgesehen werden, um die Querfedercharakteristik der Abstützung des Wagenkastens an einen gewünschten Verlauf anzupassen. Auch bei diesen Gestaltungen ergeben sich somit die oben bereits beschriebenen Nachteile hinsichtlich Aufwands für deren Gestaltung.In these designs, the requirements of the available space are somewhat relaxed, since the spring unit can be arranged thanks to the hydraulic line to one of the (the supporting force mediating) hydraulic unit (almost) arbitrarily far away position at which sufficient space is available. However, here again the transverse spring characteristic can only be modified with a similar outlay as in the embodiments described above. Accordingly, one or more acting in the vehicle transverse direction spring elements and / or damping elements must also be provided here in order to adapt the transverse spring characteristic of the support of the car body to a desired course. Even with these designs, the disadvantages already described above arise with regard to the effort for their design.
Problematisch gestaltet sich bei solchen Gestaltungen zudem generell die Aufnahme von Querbewegungen bzw. Querkräften durch die Hydraulikeinheit. So kann beispielsweise die Hydraulikeinheit aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug bzw. eine Federeinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache und Platz sparende Weise eine Anpassung der Querfedercharakteristik an einen gewünschten Verlauf ermöglicht.The present invention is therefore based on the object to provide a vehicle or a spring device of the aforementioned type, which or which does not have the disadvantages mentioned above or at least to a lesser extent and in particular in a simple and space-saving manner an adaptation allows the transverse spring characteristic to a desired course.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin durch eine Federeinrichtung gemäß Anspruch 15.The present invention solves this problem starting from a vehicle according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1. It further solves this problem by a spring device according to claim 15.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache und Platz sparende Weise eine Anpassung der Querfedercharakteristik an einen gewünschten Verlauf ermöglicht, wenn die Federeinrichtung ein erstes Kontaktelement, ein zweites Kontaktelement und wenigstens eine Federeinheit umfasst, die derart kinematisch in Serie zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit angeordnet sind, dass das erste Kontaktelement bei einer Auslenkung des Wagenkastens in einer Fahrzeugquerrichtung das zweite Kontaktelement an unterschiedlichen Kontaktpunkten wenigstens einer Kontaktpunktkurve kontaktiert.The present invention is based on the technical teaching that allows a simple and space-saving way to adapt the transverse spring characteristic to a desired course, when the spring device comprises a first contact element, a second contact element and at least one spring unit, the kinematically in series between the car body and the chassis unit are arranged, that the first contact element contacted at a deflection of the car body in a vehicle transverse direction, the second contact element at different contact points of at least one contact point curve.
Über das erste und zweite Kontaktelement kann eine Kopplungseinrichtung in der kinematischen Kette zwischen dem Wagenkasten, der Federeinrichtung und der Fahrwerkseinheit realisiert werden, welche eine Querbewegung des Wagenkastens relativ zur Fahrwerkseinheit in eine Auslenkung der Federeinheit in ihrer Hauptwirkungsrichtung umsetzt, in der sie zur Abstützung des Wagenkastens in der Fahrzeughöhenrichtung wirkt. Unter der Hauptwirkungsrichtung ist dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung die Richtung zu verstehen, in welche die Federeinheit primär ihre Federwirkung erzielen soll. Bei einer herkömmlichen zylindrischen Schraubenfeder ist dies beispielsweise die Richtung der Federachse (also der Mittenachse des Zylinders). Je nach der Gestaltung bzw. Anordnung der Federeinheit kann die Hauptwirkungsrichtung der Federeinheit parallel zu der Fahrzeughöhenrichtung verlaufen, sie kann aber auch geneigt zur Fahrzeughöhenrichtung verlaufen.About the first and second contact element, a coupling device in the kinematic chain between the car body, the spring device and the suspension unit can be realized, which translates a transverse movement of the car body relative to the chassis unit in a deflection of the spring unit in its main direction of action, in which they support the car body acts in the vehicle height direction. For the purposes of the present invention, the main direction of action is understood to be the direction in which the spring unit is primarily intended to achieve its spring action. For example, in a conventional cylindrical coil spring, this is the direction of the spring axis (that is, the center axis of the cylinder). Depending on the design or arrangement of the spring unit, the main direction of action of the spring unit may be parallel to the vehicle height direction, but it may also be inclined to the vehicle height direction.
Die Anpassung der Querfedercharakteristik an einen gewünschten Verlauf kann bei einer vorgegebenen Federcharakteristik der Federeinrichtung in der Fahrzeughöhenrichtung bzw. einer vorgegebenen Federcharakteristik der Federeinheit in ihrer Hauptwirkungsrichtung einfach über die durch den Verlauf der Kontaktpunktkurve definierte Bewegungsübersetzung zwischen der Querbewegung des Wagenkastens und der Auslenkung der Federeinheit in der Hauptwirkungsrichtung erfolgen. Mit anderen Worten ist es über die Anpassung der Kontaktpunktkurve in einfacher Weise möglich, die Querfedercharakteristik einzustellen, ohne Abstriche bei der Optimierung der Federcharakteristik der Federeinrichtung in der Fahrzeughöhenrichtung bzw. der Optimierung der Federcharakteristik der Federeinheit in ihrer Hauptwirkungsrichtung hinnehmen zu müssen.The adaptation of the transverse spring characteristic to a desired course can, with a given spring characteristic of the spring device in the vehicle height direction or a predetermined spring characteristic of the spring unit in its main direction of action, be simply determined by the movement ratio between the transverse movement of the car body and the deflection of the spring unit in the movement defined by the course of the contact point curve Main direction of effect done. In other words, it is possible via the adjustment of the contact point curve in a simple manner to adjust the transverse spring characteristic without having to accept compromises in the optimization of the spring characteristic of the spring device in the vehicle height direction or the optimization of the spring characteristic of the spring unit in its main direction of action.
Die über das erste und zweite Kontaktelement realisierte Bewegungsübersetzung kann auf beliebige geeignete Weise realisiert werden, so kann eine gleitende Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelement entlang der Kontaktpunktkurve vorgesehen sein. Weiterhin können das erste und zweite Kontaktelement zur Bewegungsübersetzung zumindest abschnittsweise rein translatorische Bewegungen ausführen.The motion translation realized via the first and second contact elements can be realized in any suitable manner, so that a sliding movement between the first and second contact elements along the contact point curve can be provided. Furthermore, the first and second contact element for movement translation at least partially perform purely translational movements.
Besonders einfach zu realisierende, robuste und langlebige Gestaltungen ergeben sich jedoch, wenn wenigstens eines der beiden Kontaktelemente im Rahmen der Bewegungsübersetzung zumindest abschnittsweise eine rotatorische Bewegung ausführt. Hierbei kann dann eine Abrollbewegung oder zumindest eine Wälzbewegung zwischen den beiden Kontaktelementen realisiert werden, die nicht zuletzt unter Verschleißgesichtspunkten von Vorteil ist.Particularly simple to implement, robust and durable designs, however, arise when at least one of the two contact elements at least partially performs a rotational movement within the motion translation. In this case, then a rolling movement or at least one rolling movement between the two contact elements can be realized, which is not least from a wear point of advantage.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten und einer Fahrwerkseinheit, wobei der Wagenkasten über wenigstens eine Federeinrichtung in einer Fahrzeughöhenrichtung auf der Fahrwerkseinheit abgestützt ist. Die die Federeinrichtung umfasst ein erstes Kontaktelement, ein zweites Kontaktelement und wenigstens eine Federeinheit, wobei das erste Kontaktelement, das zweite Kontaktelement und die wenigstens eine Federeinheit kinematisch in Serie zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit angeordnet sind. Das erste Kontaktelement ist derart angeordnet und dem zweiten Kontaktelement derart zugeordnet, dass das erste Kontaktelement bei einer Auslenkung des Wagenkastens in einer Fahrzeugquerrichtung das zweite Kontaktelement an unterschiedlichen Kontaktpunkten wenigstens einer Kontaktpunktkurve kontaktiert.According to a first aspect, the present invention therefore relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle body and a chassis unit, wherein the vehicle body is supported on at least one spring device in a vehicle height direction on the chassis unit. The spring device comprises a first contact element, a second contact element and at least one spring unit, wherein the first contact element, the second contact element and the at least one spring unit are arranged kinematically in series between the car body and the chassis unit. The first contact element is arranged and assigned to the second contact element such that the first contact element contacts the second contact element at different contact points of at least one contact point curve in a deflection of the car body in a vehicle transverse direction.
Um die oben beschriebene zumindest abschnittsweise eine rotatorische Bewegung eines der Kontaktelemente zu erzielen, ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Kontaktelement um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und dem zweiten Kontaktelement derart zugeordnet ist, dass das erste Kontaktelement bei einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse das zweite Kontaktelement an unterschiedlichen Kontaktpunkten der wenigstens einen Kontaktpunktkurve kontaktiert.In order to achieve a rotational movement of one of the contact elements described at least in sections, it is preferably provided that the first contact element is pivotally mounted about a pivot axis and the second contact element is assigned such that the first contact element in a pivoting movement about the pivot axis of the second Contact element contacted at different contact points of at least one contact point curve.
Es versteht sich hierbei, dass über die wenigstens eine Kontaktpunktkurve grundsätzlich ein beliebiger Verlauf der Querfederungscharakteristik der Federeinrichtung realisiert werden kann, der an den speziellen Anwendungsfall, beispielsweise den Fahrzeugtyp und/oder die Nennbetriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst ist. Mit anderen Worten ist es möglich, die Federeinrichtung ohne größeren Aufwand für beliebige Fahrzeuge anzupassen.It is understood here that in principle an arbitrary profile of the transverse spring characteristic of the spring device can be realized via the at least one contact point curve, which is adapted to the specific application, for example the vehicle type and / or the rated operating speed of the vehicle. In other words, it is possible to adapt the spring device without much effort for any vehicle.
So kann sie problemlos für ein Fahrzeug im Personennahverkehr mit vergleichsweise geringen Nennbetriebsgeschwindigkeiten (beispielsweise eine Straßenbahn oder eine U-Bahn) ebenso angepasst werden wie für Fahrzeuge im Regionalverkehr, im Intercityverkehr oder im Hochgeschwindigkeitsverkehr, die dann jeweils immer höhere Nennbetriebsgeschwindigkeiten aufweisen. Besonders gut eignet sich das erfindungsgemäße System für Fahrzeuge mit Neigetechnik, da die mechanische Komplexität des Neigungs- und Federungssystems hiermit drastisch verringert werden kann.So it can easily be adapted for a vehicle in the passenger transport with comparatively low nominal operating speeds (for example, a tram or a subway) as well like regional, intercity or high-speed traffic, which then have higher and higher rated operating speeds. Particularly well, the system according to the invention is suitable for vehicles with tilting technology, since the mechanical complexity of the tilt and suspension system can hereby be drastically reduced.
Dabei können, angepasst an den jeweiligen Anwendungsfall, in Abhängigkeit von dem Grad der Querauslenkung zumindest abschnittsweise konstante und/oder lineare und/oder progressive und/oder degressive Verläufe des Widerstands der Federeinrichtung gegen die Querauslenkung des Wagenkastens eingestellt werden.Depending on the degree of transverse deflection, constant and / or linear and / or progressive and / or declining courses of the resistance of the spring device can be adjusted against the transverse deflection of the car body, at least in sections.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs wird das erste Kontaktelement bei einer Querauslenkung des Wagenkastens zu der Fahrwerkseinheit in der Fahrzeugquerrichtung ausgehend von einer Neutralstellung um die Schwenkachse verschwenkt, wobei die wenigstens eine Kontaktpunktkurve eine Querfederungscharakteristik der Federeinrichtung definiert. Die wenigstens eine Kontaktpunktkurve ist dabei bei bestimmten Varianten der Erfindung derart ausgebildet, dass die Federeinrichtung zumindest in einem an die Neutralstellung angrenzenden Querauslenkungsmittenbereich und/oder zumindest in einem von der Neutralstellung beabstandeten äußeren Querauslenkungsbereich einer fortschreitenden Querauslenkung einen Widerstand gegen die Querauslenkung mit zumindest abschnittsweise progressiver Charakteristik entgegensetzt.In preferred variants of the vehicle according to the invention, the first contact element is pivoted at a transverse deflection of the car body to the chassis unit in the vehicle transverse direction, starting from a neutral position about the pivot axis, said at least one contact point curve defines a transverse spring characteristic of the spring means. The at least one contact point curve is formed in certain variants of the invention such that the spring device, at least in an adjacent to the neutral position Querlenklenkungsmittenbereich and / or at least in a spaced from the neutral position Quer Querlenkrichtung a progressive Querauslenkung a resistance to the Querauslenkung with at least partially progressive characteristics opposes.
Hiermit ist es in vorteilhafter Weise möglich, Querauslenkungen an bestimmten, beliebig vorgebbaren Positionen einen zunehmenden Widerstand entgegenzusetzen. Dies kann beispielsweise im Bereich der Neutralstellung (welche eingenommen wird, wenn das Fahrzeug auf gerader ebener Strecke steht) eine passive Selbstzentrierungswirkung zu erzielen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Ebenso kann dieser zunehmende Widerstand in weiter von der Neutralstellung entfernten Bereichen dazu genutzt werden, die Funktion einer Bewegungsbegrenzung zu realisieren, wie sie bei herkömmlichen Fahrzeugen typischerweise von seitlichen Anschlägen oder Puffern zur Verfügung gestellt wird. Solche zusätzlichen Anschläge oder Puffern können dann vollständig fehlen, wodurch sich die Gestaltung des Fahrzeugs weiter vereinfacht.This makes it possible in an advantageous manner, transverse deflections at certain, arbitrarily specifiable positions oppose increasing resistance. This can be achieved, for example, in the region of the neutral position (which is assumed when the vehicle is on a straight flat path) a passive self-centering effect, as will be explained in more detail below. Likewise, this increasing resistance in areas further from neutral can be used to accomplish the function of limiting movement typically provided by lateral stops or buffers in conventional vehicles. Such additional stops or buffers may then be completely absent, further simplifying the design of the vehicle.
Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Kontaktpunktkurve derart ausgebildet sein, dass die Federeinheit zumindest in einem an die Neutralstellung angrenzenden Querauslenkungsmittenbereich eine in der Fahrzeugquerrichtung wirkende Rückstellkraft auf den Wagenkasten ausübt, welche durch die auf den Wagenkasten wirkende Gewichtskraft bedingt ist und welche bis zu einer im Betrieb des Fahrzeug maximal zu erwartenden Gleisüberhöhung ausreicht, um den Wagenkasten zumindest in die Nähe der Neutralstellung, vorzugsweise im Wesentlichen in die Neutralstellung, zurückzustellen. Diese Selbstzentrierungswirkung kann über den oben beschriebenen Verlauf der Kontaktpunktkurve mit progressivem Widerstand gegen die Querauslenkung realisiert werden.Additionally or alternatively, the at least one contact point curve can be configured such that the spring unit exerts a restoring force acting on the vehicle body at least in a transverse deflection center region adjoining the neutral position, which is due to the weight force acting on the vehicle body and which up to a Operation of the vehicle maximum expected track cant is sufficient to the car body at least in the vicinity of the neutral position, preferably return substantially to the neutral position. This self-centering effect can be realized via the above-described course of the contact point curve with progressive resistance to the transverse deflection.
Zusätzlich oder alternativ kann weiterhin vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kontaktpunktkurve derart ausgebildet ist, dass die Federeinrichtung zumindest in einem von der Neutralstellung beabstandeten äußeren Querauslenkungsbereich einer fortschreitenden Querauslenkung einen Widerstand gegen die Querauslenkung mit zumindest abschnittsweise degressiver Charakteristik entgegensetzt. Hiermit ist es beispielsweise möglich, die weitere Querauslenkung in bestimmten Bereichen sogar zu unterstützen.Additionally or alternatively, it can further be provided that the at least one contact point curve is formed such that the spring device opposes a resistance to the transverse deflection with at least partially degressive characteristic at least in an outer transverse deflection region spaced from the neutral position. This makes it possible, for example, to even support the further transverse deflection in certain areas.
Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit so genannten Neigesystemen von Vorteil, welche einen Neigungswinkel bzw. einen Wankwinkel des Wagenkastens um eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Wankachse einstellen, um von den Passagieren des Fahrzeugs als störend empfundene Querbeschleunigungen (wie sie beispielsweise bei Kurvenfahrt wirkt) zu reduzieren. Insbesondere im Zusammenhang mit aktiven Neigesystemen, bei denen die Einstellung des Wankwinkels zumindest teilweise über Aktuatoren erfolgt, ist dies von Vorteil, da die Aktuatoren dann weniger Kraft aufbringen müssen und demgemäß kleiner und leichter ausgelegt sein können.This is particularly advantageous in connection with so-called tilt systems, which set a tilt angle or a roll angle of the car body about a parallel to the vehicle longitudinal roll axis to the passengers of the vehicle perceived as disturbing lateral acceleration (as it acts, for example, when cornering). In particular, in the context of active tilting systems, in which the adjustment of the roll angle is at least partially via actuators, this is advantageous because the actuators must then apply less force and thus be designed smaller and lighter.
Weiterhin kann die wenigstens eine Kontaktpunktkurve zusätzlich oder alternativ derart ausgebildet sein, dass die Federeinrichtung einer fortschreitenden Querauslenkung zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen konstanten Widerstand entgegensetzt. Auch dies kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall gewünscht bzw. von Vorteil sein.Furthermore, the at least one contact point curve may additionally or alternatively be designed such that the spring device, at least in sections, opposes a substantially constant resistance to a progressive transverse deflection. Again, this may be desired or advantageous depending on the particular application.
Der Verlauf des Widerstands gegen die Querauslenkungen kann grundsätzlich beliebig eingestellt werden. Insbesondere können zumindest abschnittsweise beliebig gekrümmte (ansteigende oder abfallende) Verläufe der Widerstandskurve über die Gestaltung der Kontaktpunktkurve eingestellt werden. Bei bestimmten Varianten der Erfindung kann es von Vorteil sein, einen linearen Verlauf der Widerstandskurve zu realisieren. Vorzugsweise ist bei diesen Varianten daher die wenigstens eine Kontaktpunktkurve derart ausgebildet, dass die Federeinrichtung einer fortschreitenden Querauslenkung zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen linear (ansteigend oder abfallend) verlaufenden Widerstand entgegensetzt.The course of the resistance to the transverse deflections can basically be set arbitrarily. In particular, at least sections of any desired curved (rising or falling) curves of the resistance curve can be adjusted via the design of the contact point curve. In certain variants of the invention it may be advantageous to realize a linear course of the resistance curve. Preferably, in these variants, therefore, the at least one contact point curve is formed such that the spring device of a progressive transverse deflection at least in sections, a substantially linear ( rising or falling).
Die Abfolge der beiden Kontaktelemente und der Federeinheit in der kinematischen Kette zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit kann grundsätzlich beliebig gewählt sein. Insbesondere können die verfügbaren Platzverhältnisse hierbei eine entscheidende Rolle spielen. Hierbei kann die Zuordnung der Federeinheit als auch der beiden Kontaktelemente zum Wagenkasten bzw. zur Fahrwerkseinheit beliebig gewählt sein.The sequence of the two contact elements and the spring unit in the kinematic chain between the car body and the chassis unit can basically be chosen arbitrarily. In particular, the available space can play a crucial role here. Here, the assignment of the spring unit and the two contact elements to the car body or the chassis unit can be chosen arbitrarily.
Bei bestimmten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist die wenigstens eine Federeinheit in einer kinematischen Kette seriell zwischen das erste Kontaktelement und den Wagenkasten oder zwischen das erste Kontaktelement und die Fahrwerkseinheit geschaltet, wobei das erste Kontaktelement dann bevorzugt entlang einer Hauptwirkungsrichtung der Federeinheit verschieblich gelagert ist. In Abhängigkeit von der Ausrichtung der Federeinheit kann das erste Kontaktelement hierbei in beliebiger Richtung im Raum verschieblich angeordnet sein. Besonders vorteilhafte, weil einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben sich, wenn die Hauptwirkungsrichtung im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughöhenrichtung verläuft. In diesen Fällen ist dann das erste Kontaktelement in der Fahrzeughöhenrichtung verschieblich gelagert.In certain variants of the vehicle according to the invention, the at least one spring unit is serially connected in a kinematic chain between the first contact element and the car body or between the first contact element and the chassis unit, wherein the first contact element is then displaceably mounted along a main direction of action of the spring unit. Depending on the orientation of the spring unit, the first contact element can in this case be displaceably arranged in space in any direction. Particularly advantageous, because easy to implement configurations result when the main direction of action is substantially parallel to the vehicle height direction. In these cases, the first contact element is then mounted displaceably in the vehicle height direction.
Bei weiteren Varianten der Erfindung ist die wenigstens eine Federeinheit zusätzlich (d. h. wenn mehrere Federeinheiten vorgesehen sind) oder alternativ in einer kinematischen Kette seriell zwischen das zweite Kontaktelement und den Wagenkasten oder zwischen das zweite Kontaktelement und die Fahrwerkseinheit geschaltet. Auch hier kann das zweite Kontaktelement in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Federeinheit in beliebiger Richtung im Raum verschieblich angeordnet sein. Besonders vorteilhafte, weil einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben sich wiederum, wenn die Hauptwirkungsrichtung im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughöhenrichtung verläuft. In diesen Fällen ist dann das zweite Kontaktelement in der Fahrzeughöhenrichtung verschieblich gelagert.In further variants of the invention, the at least one spring unit is additionally connected (i.e., when a plurality of spring units are provided) or, alternatively, in a kinematic chain, serially between the second contact element and the carbody or between the second contact element and the chassis unit. Again, the second contact element can be arranged displaceably in space in any direction, depending on the orientation of the spring unit. Particularly advantageous, because easy-to-implement configurations in turn arise when the main direction of action is substantially parallel to the vehicle height direction. In these cases, the second contact element is then mounted displaceably in the vehicle height direction.
Es kann grundsätzlich ausreichen, eine einzige Federeinrichtung zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit vorzusehen. Bei bevorzugten Varianten der Erfindung sind jedoch mehrere Federeinrichtungen vorgesehen, welche dann gegebenenfalls noch weitere Funktionen übernehmen können. So können voneinander beanstandete Federeinrichtungen insbesondere Momente um bestimmte Drehachsen aufnehmen.It may be sufficient in principle to provide a single spring device between the car body and the chassis unit. In preferred variants of the invention, however, a plurality of spring devices are provided, which may optionally take on additional functions. Thus, spaced-apart spring devices can absorb particular moments about certain axes of rotation.
Demgemäß ist bei bestimmten Varianten der Erfindung beispielsweise vorgesehen, dass der Wagenkasten über wenigstens eine weitere Federeinrichtung in der Fahrzeughöhenrichtung auf der Fahrwerkseinheit abgestützt ist, die insbesondere im Wesentlichen identisch zu der Federeinrichtung ausgebildet ist. Die beiden Federeinrichtungen sind in einer Fahrzeuglängsrichtung um einen Längsabstand zueinander versetzt angeordnet, sodass sie gegebenenfalls ein Nickmoment um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Nickachse aufnehmen können. Zusätzlich oder alternativ können die beiden Federeinrichtungen, insbesondere im Wesentlichen äquidistant, zu beiden Seiten eines Drehpunktes des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks um die Fahrzeughöhenrichtung, insbesondere zu beiden Seiten eines Drehzapfens, angeordnet sein, da sich hiermit natürlich eine besonders gleichmäßige Verteilung der Lasten erzielen lässt.Accordingly, it is provided in certain variants of the invention, for example, that the car body is supported by at least one further spring device in the vehicle height direction on the chassis unit, which is in particular formed substantially identical to the spring device. The two spring devices are arranged offset from one another in a vehicle longitudinal direction by a longitudinal distance, so that they can optionally accommodate a pitching moment about a pitch axis extending in the vehicle transverse direction. Additionally or alternatively, the two spring devices, in particular substantially equidistantly, on both sides of a pivot point of the car body with respect to the chassis to the vehicle height direction, in particular on both sides of a pivot, be arranged, since this can of course achieve a particularly uniform distribution of the loads.
Bei weiteren Varianten der Erfindung ist der Wagenkasten zusätzlich oder alternativ über wenigstens eine weitere Federeinrichtung in der Fahrzeughöhenrichtung auf der Fahrwerkseinheit abgestützt, die insbesondere im Wesentlichen identisch zu der Federeinrichtung ausgebildet ist. Die beiden Federeinrichtungen sind dabei in einer Fahrzeugquerrichtung um einen Querabstand zueinander versetzt angeordnet, wodurch sie ein Wankmoment um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Wankachse aufnehmen können. Auch hier können die beiden Federeinrichtungen zusätzlich oder alternativ, insbesondere im Wesentlichen äquidistant, zu beiden Seiten eines Drehpunktes des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks um die Fahrzeughöhenrichtung, insbesondere zu beiden Seiten eines Drehzapfens, angeordnet sein, um eine günstige Lastverteilung zu erzielen.In further variants of the invention, the vehicle body is additionally or alternatively supported by at least one further spring device in the vehicle height direction on the chassis unit, which is in particular substantially identical to the spring device. The two spring devices are arranged offset in a vehicle transverse direction by a transverse distance from each other, whereby they can absorb a rolling moment about a rolling axis extending in the vehicle longitudinal axis. Again, the two spring means may additionally or alternatively, in particular substantially equidistantly, on both sides of a pivot point of the car body with respect to the chassis to the vehicle height direction, in particular on both sides of a pivot, be arranged to achieve a favorable load distribution.
Die beiden Federeinrichtungen können bei bestimmten Varianten der Erfindung auch derart gestaltet sein, dass sie keine Nickmomente um eine solche Nickachse und/oder keine Wankmomente um eine solche Wankachse erzeugen bzw. aufnehmen können. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich solche Nickmomente bzw. Wankmomente gegebenenfalls negativ auf die Entgleisungssicherheit des Fahrzeugs auswirken. Dies kann über eine rein passive Kopplung der beiden Federeinrichtungen realisiert werden, bei der beispielsweise eine entsprechend gegenläufige (insbesondere fluidisch kommunizierende) Kopplung der beiden Federeinrichtungen vorliegt. Ebenso ist natürlich auch eine aktive Ansteuerung der beiden Federeinrichtungen möglich, welche derart abgestimmt ist, dass keine solchen Nickmomente bzw. Wankmomente erzeugt bzw. aufgenommen werden.In certain variants of the invention, the two spring devices can also be designed such that they can not generate or absorb any pitching moments about such a pitch axis and / or no rolling moments about such a roll axis. In this way, it can be avoided that such pitching moments or rolling moments possibly have a negative effect on the derailment safety of the vehicle. This can be realized by a purely passive coupling of the two spring devices, in which, for example, there is a correspondingly opposite (in particular fluidly communicating) coupling of the two spring devices. Likewise, of course, an active control of the two spring devices is possible, which is tuned such that no such pitching moments or Wankmomente be generated or recorded.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine aktive Lösung gewählt sein kann, bei welcher die beiden Federeinrichtungen durch eine Steuereinrichtung aktiv angesteuert werden, um ein bestimmtes vorgebbares Nickmoment und/oder Wankmoment zu erzeugen. Diese Gestaltung kann aktiv dazu genutzt werden, die Entgleisungssicherheit der Fahrwerkseinheit zu erhöhen, indem durch das Nickmoment und/oder Wankmoment einer drohenden kritischen Radentlastung an der Fahrwerkseinheit gezielt aktiv entgegengewirkt wird.However, it is understood that in other variants of the invention, an active solution may be selected, in which the two spring devices by a control device active be controlled to produce a certain predetermined pitching moment and / or rolling moment. This design can be actively used to increase the derailment safety of the chassis unit by actively targeted by the pitching moment and / or roll moment of a threatening critical wheel relief on the chassis unit is counteracted.
Hierzu kann beispielsweise wenigstens eine Größe am Fahrzeug erfasst werden, welche Rückschlüsse auf die aktuelle Entgleisungssicherheit der Fahrwerkseinheit zulässt. In Abhängigkeit vom aktuell erfassten Wert dieser wenigstens einen Größe kann dann die aktuelle Entgleisungssicherheit bewertet werden und gegebenenfalls eine entsprechende Gegenreaktion über die beiden Federeinrichtungen eingeleitet werden. Hierbei kann gegebenenfalls sowohl für die Bewertung der Entlassungssicherheit als auch für die Ermittlung der Gegenreaktion wenigstens ein zuvor für das Fahrzeug ermitteltes Modell verwendet werden.For this purpose, for example, at least one size can be detected on the vehicle, which allows conclusions about the current derailment safety of the chassis unit. Depending on the currently detected value of this at least one size, the current derailment safety can then be evaluated and, if appropriate, a corresponding counter-reaction can be initiated via the two spring devices. In this case, if appropriate, at least one model previously determined for the vehicle can be used both for the evaluation of the dismissal safety and for the determination of the counterreaction.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die aktive gezielte Aufbringung von Kräften und/oder Momenten auf die Fahrwerkseinheit durch wenigstens eine zwischen die Fahrwerkseinheit und den Wagenkasten geschaltete aktive Einheit zur zumindest teilweisen Kompensation von Radentlastungen an der Fahrwerkseinheit einen eigenständig schutzfähigen Erfindungsgedanken darstellt, der insbesondere von der vorstehend bzw. nachstehend beschriebenen Gestaltung der Federeinrichtung unabhängig ist, jedoch besonders vorteilhaft in Kombination mit einer solchen Gestaltung realisiert werden kann.It should be mentioned at this point that the active targeted application of forces and / or moments to the suspension unit by at least one connected between the chassis unit and the car body active unit for at least partial compensation of Radentlastungen to the suspension unit is an independent inventive idea of protection, in particular is independent of the above or below described design of the spring device, but can be realized particularly advantageous in combination with such a design.
Die Federeinheiten können grundsätzlich als einfache passive Einheiten ausgebildet sein. Bei besonders vorteilhaften Varianten der Erfindung mit hohem Funktionsintegrationsgrad sind die Federeinheiten der beiden Federeinrichtungen als aktive, durch eine Steuereinrichtung angesteuerte Federeinheiten ausgebildet. Hierbei können in vorteilhafter Weise insbesondere die Federungseigenschaften (insbesondere die Steifigkeit) und/oder die Dämpfungseigenschaften der Federeinheit aktive eingestellt werden.The spring units can in principle be designed as simple passive units. In particularly advantageous variants of the invention with a high degree of functional integration, the spring units of the two spring devices are designed as active spring units controlled by a control device. In this case, in particular, the suspension properties (in particular the rigidity) and / or the damping properties of the spring unit can be set active in an advantageous manner.
Mit solchen aktiven Federeinheiten ist es insbesondere möglich, die Funktion von Wankstützen oder Wankstabilisatoren in den Federeinrichtungen zu integrieren. Die Steuereinrichtung kann dann dazu ausgebildet sein, die aktiven Federeinheiten zur aktiven Wankstabilisation des Wagenkastens anzusteuern.With such active spring units, it is particularly possible to integrate the function of anti-roll or roll stabilizers in the spring devices. The control device can then be designed to control the active spring units for active roll stabilization of the car body.
Die Federeinheiten können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. So können einfache herkömmliche Stahlfedern, Gummifedern oder Luftfedern einzeln oder in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhafte Konfigurationen ergeben sich, wenn die beiden Federeinrichtungen jeweils eine hydraulische Federeinheit (also beispielsweise eine hydropneumatische, eine hydromechanische oder elektrohydraulische Federeinheit) umfassen, da hiermit besonders Platz sparende bzw. hinsichtlich der Anordnung der Komponenten flexible Konfigurationen erzielt werden können. Insbesondere lassen sich so genannte luftlose Systeme realisieren, bei denen im Bereich der der Fahrwerkseinheit auf (typischerweise aufwändige bzw. groß und schwer bauende) pneumatische Komponenten verzichtet werden kann. Zudem lässt sich bei einer solchen hydraulischen Gestaltung die Funktion der Momentenabstützung besonders einfach in die Federeinrichtungen integrieren bzw. über entsprechend aktive Komponenten realisieren.The spring units can basically be designed in any suitable manner. So simple conventional steel springs, rubber springs or air springs can be used individually or in any combination. Particularly advantageous configurations result when the two spring devices each comprise a hydraulic spring unit (that is to say, for example, a hydropneumatic, hydromechanical or electrohydraulic spring unit) since this makes it possible to achieve particularly space-saving or flexible configurations with regard to the arrangement of the components. In particular, it is possible to realize so-called airless systems in which pneumatic components can be dispensed with in the region of the chassis unit (typically complex or large and heavy construction). In addition, with such a hydraulic design, the function of the torque support can be integrated particularly easily into the spring devices or realized via correspondingly active components.
Ausdrehbewegungen zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit (um eine in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufende Drehachse) können durch die Federeinrichtung grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise aufgenommen werden. So kann beispielsweise die Kontaktfläche wenigstens eines der beiden Kontaktelemente so gestaltet sein, dass auch bei einer solchen Ausdrehbewegung der Kontakt zwischen den Kontaktflächen der beiden Kontaktelemente erhalten bleibt.Ausdrehbewegungen between the car body and the chassis unit (about a running in the vehicle height direction axis of rotation) can be taken in principle by the spring device in any suitable manner. Thus, for example, the contact surface of at least one of the two contact elements can be designed so that even with such a boring movement, the contact between the contact surfaces of the two contact elements is maintained.
Hierbei können die beiden Kontaktelemente insbesondere so gestaltet sein, dass auch einer solchen Ausdrehbewegung zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit über den Verlauf der Kontaktpunktkurve (analog zu dem oben beschriebenen Widerstand gegen eine Querauslenkung) ein Ausdrehwiderstand mit einem beliebigen Verlauf (über den Ausdrehwinkel) entgegengesetzt wird. Insbesondere können auch hier zumindest abschnittsweise progressive und/oder degressive und/oder lineare und/oder konstante Verläufe des Ausdrehwiderstands realisiert werden. Hiermit ist es in vorteilhafter Weise insbesondere über eine oder mehrere von der Drehachse der Ausdrehbewegung beabstandete Federeinrichtungen möglich, die Funktion von herkömmlichen Schlingerdämpfern, Ausdrehendanschlägen oder dergleichen ebenfalls in der Federeinrichtung bzw. den Federeinrichtungen zu integrieren.In this case, the two contact elements may in particular be designed so that even a such Ausdrehbewegung between the car body and the chassis unit over the course of the contact point curve (analogous to the resistance to a Querauslenkung described above) a Ausdrehwiderstand with any course (over the Ausdrehwinkel) is opposite , In particular, progressive and / or degressive and / or linear and / or constant progressions of the counteracting resistance can also be realized here at least in sections. Hereby, it is possible in an advantageous manner, in particular via one or more spaced apart from the axis of rotation of the Ausdrehbewegung spring devices, the function of conventional Schlingerdämpfern, Ausdrehendanschlägen or the like also in the spring device or the spring devices to integrate.
Bei besonders vorteilhaften Varianten der Erfindung kann im Übrigen vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von den fahrdynamischen Vorgaben für das jeweilige Fahrzeug über eine entsprechende Gestaltung der Kontaktpunktkurve der Widerstand gegen die Querauslenkung in Abhängigkeit von dem Ausdrehwinkel des Wagenkastens bezüglich der Fahrwerkseinheit einen beliebig vorgebbaren Verlauf aufweist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Verlauf der Querauslenkungswiderstandskurve (also der Verlauf des Querauslenkungswiderstands über der Querauslenkung) unabhängig von dem Ausdrehwinkel gleich bleibt, sich also beispielsweise bei Kurvenfahrt im Wesentlichen dieselbe Querfedercharakteristik ergibt wie bei Fahrt auf gerader Strecke. Ebenso kann mit der vorliegenden Erfindung natürlich auch in einfacher Weise eine Gestaltung realisiert werden, bei der bei Kurvenfahrt eine nach beliebigen Vorgaben von der Fahrt auf gerader Strecke abweichende Querfedercharakteristik erzielt wird.In particularly advantageous variants of the invention can be provided, moreover, that depending on the driving dynamics specifications for the respective vehicle via a corresponding design of the contact point curve, the resistance to the transverse deflection in dependence on the Ausdrehwinkel the car body with respect to the chassis unit has an arbitrarily predetermined course. Thus, for example, it may be provided that the profile of the transverse deflection resistance curve (that is, the course of the Querauslenkungswiderstands on the transverse deflection) remains the same regardless of the turn-off, thus, for example, when cornering substantially the same transverse spring characteristic results as when driving on a straight line. Likewise, with the present invention, of course, in a simple manner, a design can be realized in which when cornering a deviating to any specifications from driving on a straight track cross spring characteristic is achieved.
Dies ist insbesondere wiederum besonders einfach über eine oder mehrere von der Drehachse der Ausdrehbewegung beabstandete Federeinrichtungen realisierbar. Dabei ist es im Übrigen auch möglich, eine unterschiedliche Gestaltung der Kontakteinheiten bzw. der Kontaktpunktkurven der Federeinrichtungen vorzusehen. So kann beispielsweise die Querfedercharakteristik des Federsystems für eine bestimmte Fahrwerkseinheit überwiegend oder sogar ausschließlich von einem Teil der Federeinrichtungen, insbesondere einer einzigen Federeinrichtung, definiert sein, während ein anderer Teil der Federeinrichtungen für diese Fahrwerkseinheit hierzu einen geringeren Beitrag bzw. gegebenenfalls sogar keinen Beitrag liefert. Hiermit ist es insbesondere unter anderem möglich, eine gewünschte Einstellung des Wagenkastens bezüglich der Fahrwerkseinheit bei Kurvenfahrt zu erzielen.This, in turn, can be realized in a particularly simple manner via one or more spring devices spaced apart from the axis of rotation of the boring movement. Incidentally, it is also possible to provide a different design of the contact units or the contact point curves of the spring devices. Thus, for example, the transverse spring characteristic of the spring system for a particular suspension unit can be predominantly or even exclusively defined by a part of the spring devices, in particular a single spring device, while another part of the spring devices for this suspension unit for this purpose provides a lesser contribution or possibly even no contribution. This makes it possible, in particular among other things, to achieve a desired setting of the car body with respect to the chassis unit when cornering.
So ist es Insbesondere ist es bei einer konventionellen Abstützung des Wagenkastens auf zwei Fahrwerkseinheiten im Bereich seiner Enden möglich, den Querauslenkungswiderstand primär durch die (in der Fahrzeuglängsrichtung) näher an der Mitte des Wagenkastens liegende mittenseitige Federeinrichtung aufzubringen, während eine (jenseits der Drehachse der Ausdrehbewegung) näher am zugehörigen Ende des Wagenkastens angeordnete endseitige Federeinrichtung einen deutlich geringeren (gegebenenfalls sogar keinen nennenswerten) Beitrag zum Querauslenkungswiderstand liefert. Dies führt bei Bogenfahrt infolge der Ausdrehbewegung der Fahrwerkseinheit dann zu einer Verschiebung des Wagenkastens nach bogenaußen.In a conventional support of the car body to two suspension units in the region of its ends, it is possible to apply the transverse deflection resistance primarily through the center-side spring device (in the vehicle longitudinal direction) closer to the middle of the car body, while one (beyond the axis of rotation of the boring movement ) closer to the associated end of the car body arranged end-side spring device provides a significantly lower (possibly even no significant) contribution to Querauslenkungswiderstand. This leads at Bogenfahrt due to the boring movement of the suspension unit then to a shift of the car body to the outside of the bow.
Dies liegt daran, dass die bezüglich der Drehachse der Ausdrehbewegung nach bogenaußen auswandernde mittenseitige Federeinrichtung eine erhebliche nach bogenaußen gerichtete Kraft in Fahrzeugquerrichtung auf den Wagenkasten ausübt, während die bezüglich der Drehachse der Ausdrehbewegung nach bogeninnen auswandernde endseitige Federeinrichtung eine deutlich geringere, nach bogeninnen gerichtete Kraft in Fahrzeugquerrichtung auf den Wagenkasten ausübt.This is because the respect to the axis of rotation of the boring outward movement outward arching center spring device exerts a significant directed outward force in the vehicle transverse direction on the car body, while the respect to the axis of rotation of Ausdrehbewegung to bow inside emigrating end-side spring means a much lower, directed inward bow force in Vehicle transverse direction exerts on the car body.
Ebenso wie steht es sich, dass durch eine umgekehrte Wahl des Querauslenkungswiderstands gegebenenfalls auch eine Verschiebung des Wagenkastens nach bogeninnen realisiert werden kann.As well as it is that by a reverse choice of Querauslenkungswiderstands if necessary, a displacement of the car body can be realized by bow inside.
Mit anderen Worten ist über eine solche Gestaltung möglich, in vorteilhafter Weise eine Anpassung des Kurvenfahrtverhaltens des Fahrzeugs an ein bestimmtes vorgegebenes Begrenzungsprofil zu erzielen bzw. die Transportkapazität des Fahrzeugs durch breitere Wagenkästen zu erhöhen, welche dank der eingestellten Querverschiebung bei Bogenfahrt trotzdem noch ein vorgegebenes Begrenzungsprofil einhalten. Insbesondere bei der beschriebenen herkömmlichen endseitigen Abstützung vergleichweise langer Wagenkästen auf zwei Fahrwerken kann dies typischerweise durch die beschriebene Verschiebung nach bogenaußen realisiert werden.In other words, such a design makes it possible to advantageously achieve an adaptation of the cornering behavior of the vehicle to a certain predetermined limiting profile or to increase the transport capacity of the vehicle by wider car bodies, which still thanks to the set transverse displacement at Bogenfahrt still a predetermined limiting profile comply. In particular, in the described conventional end-side support comparatively long car bodies on two chassis, this can typically be realized by the described displacement to the outside of the arch.
Bei bevorzugten Varianten der Erfindung mit reduzierten reibungsbehafteten Relativbewegungen zwischen den beiden Kontaktelementen ist vorgesehen, dass das erste Kontaktelement zum zumindest teilweisen Ausgleich von Ausdrehbewegungen zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrwerk um die Fahrzeughöhenrichtung schwenkbar gelagert ist. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Kontaktelement zum zumindest teilweisen Ausgleich von Ausdrehbewegungen zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrwerk um die Fahrzeughöhenrichtung schwenkbar gelagert sein.In preferred variants of the invention with reduced frictional relative movements between the two contact elements, it is provided that the first contact element is mounted pivotably about the vehicle height direction for at least partial compensation of boring movements between the vehicle body and the chassis. Additionally or alternatively, the second contact element for at least partial compensation of Ausdrehbewegungen between the car body and the chassis to be mounted pivotably about the vehicle height direction.
Die Kontaktflächen zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelement können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um die wenigstens eine Kontaktpunktkurve zu realisieren. Dabei weist das erste Kontaktelement typischerweise eine erste Kontaktfläche auf, während das zweite Kontaktelement eine zweite Kontaktfläche aufweist, welche die erste Kontaktfläche in dem wenigstens einen Kontaktpunkt kontaktiert. Bei vorteilhaften Varianten der Erfindung sind die die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche derart ausgebildet und miteinander in Eingriff, dass eine Änderung des wenigstens einen Kontaktpunkts bei einer Schwenkbewegung des ersten Kontaktelements im Wesentlichen ohne Schlupf zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement in einer Fahrzeugquerrichtung erfolgt. Durch diese Vermeidung von Schlupf in der Fahrzeugquerrichtung kann in vorteilhafter Weise ein besonders präziser Verlauf der Querfedercharakteristik über der Querauslenkung realisiert werden.The contact surfaces between the first and second contact elements can in principle be designed in any suitable manner in order to realize the at least one contact point curve. In this case, the first contact element typically has a first contact surface, while the second contact element has a second contact surface which contacts the first contact surface in the at least one contact point. In advantageous variants of the invention, the first contact surface and the second contact surface are formed and engaged with each other such that a change of the at least one contact point during a pivotal movement of the first contact element substantially without slippage between the first contact element and the second contact element in a vehicle transverse direction , By avoiding slippage in the vehicle transverse direction, a particularly precise course of the transverse spring characteristic over the transverse deflection can be realized in an advantageous manner.
Die Vermeidung von Schlupf zwischen den beiden Kontaktflächen in der Fahrzeugquerrichtung kann auf beliebige geeignete Weise erzielt werden. Bei bevorzugten Varianten der Erfindung sind die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche derart ausgebildet, dass sie über zwei in einer Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen formschlüssig ineinandergreifende, insbesondere nach Art einer Verzahnung ausgebildete, Oberflächen miteinander in Eingriff sind.The avoidance of slip between the two contact surfaces in the vehicle transverse direction can be achieved in any suitable manner. In preferred variants of the invention, the first contact surface and the second contact surface are designed such that they engage in one another in a form-fitting manner in a vehicle transverse direction, in particular in the manner of a vehicle Teeth trained, surfaces are engaged with each other.
Hierbei versteht es sich, dass gegebenenfalls nur ein Teil der beiden Kontaktflächen mit einer solchen Verzahnung ausgestattet sein kann, um den Schlupf in der Fahrzeugquerrichtung zu vermeiden, während andere Teile der beiden Kontaktflächen, welche primär die Übertragung der Stützkraft in der Fahrzeughöhenrichtung übernehmen, einander ohne eine solche Verzahnung kontaktieren. Hiermit ist in vorteilhafter Weise eine Anpassung dieser Bereiche an die jeweilige primäre Kraftübertragungsrichtung möglich.It is understood that, where appropriate, only a part of the two contact surfaces may be equipped with such a toothing to avoid slippage in the vehicle transverse direction, while other parts of the two contact surfaces, which primarily take over the transfer of the supporting force in the vehicle height direction, each other without contact such a gearing. Hereby, an adaptation of these areas to the respective primary power transmission direction is possible in an advantageous manner.
Auch die Materialwahl für die beiden Kontaktelemente kann im Bereich der Kontaktflächen an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Kontaktfläche und/oder die zweite Kontaktfläche aus einem Material ausgebildet ist, das einen Kunststoff, vorzugsweise ein Elastomer, weiter vorzugsweise Polyurethan, umfasst. Hiermit lassen sich im Hinblick auf die Verschleißeigenschaften und insbesondere die Dämpfungseigenschaften (beispielsweise die Dämpfung von Körperschall) besonders günstige Konfigurationen erzielen.The choice of material for the two contact elements may be adapted to the respective application in the area of the contact surfaces. It is preferably provided that the first contact surface and / or the second contact surface is formed from a material which comprises a plastic, preferably an elastomer, more preferably polyurethane. This can be in terms of wear characteristics and in particular the damping properties (for example, the attenuation of structure-borne noise) achieve particularly favorable configurations.
Die Verwendung eines Kunststoffmaterials hat zudem den Vorteil, dass Relativbewegungen der beiden Kontaktelemente parallel zur Fläche der aktuellen Kontaktzone (zwischen den beiden Kontaktflächen) durch eine elastische Schubverformung des Kunststoffmaterials in der Richtung der Relativbewegung aufgenommen werden können, sodass es zu keinem Schlupf zwischen den beiden Kontaktelementen kommt.The use of a plastic material also has the advantage that relative movements of the two contact elements parallel to the surface of the current contact zone (between the two contact surfaces) can be absorbed by an elastic shear deformation of the plastic material in the direction of relative movement, so there is no slippage between the two contact elements comes.
Es versteht sich jedoch, dass es bei bestimmten Varianten der Erfindung möglich ist, wenigstens eines der Kontaktelemente aus einem Metall, insbesondere Stahl, oder einem entsprechend harten Kunststoff auszuführen.However, it is understood that it is possible in certain variants of the invention to carry out at least one of the contact elements of a metal, in particular steel, or a correspondingly hard plastic.
Die Längsmitnahme des Wagenkastens (also die Übertragung von in der Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Längskräften zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit) kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Beispielsweise kann hierzu eine herkömmliche Mitnahme über ein entsprechendes Drehgelenk zwischen dem Wagenkasten und der Fahrwerkseinheit, beispielsweise ein Drehzapfen, vorgesehen sein. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist auch diese Funktion der Längsmitnahme zumindest teilweise in der Federeinrichtung integriert. Hierzu können beispielsweise zur Übertragung von Kräften in einer Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement zwei in einer Fahrzeuglängsrichtung zu beiden Seiten des ersten Kontaktelements und des zweiten Kontaktelements angeordnete Anschlagelemente vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Federeinheit zur Übertragung von Kräften in einer Fahrzeuglängsrichtung wenigstens eine zur Mitnahme in der Fahrzeuglängsrichtung ausgebildete Führungseinrichtung umfassen. Hierbei kann es sich, insbesondere bei einer hydraulischen Ausführung der Federeinrichtung, um eine Kolbenführung dieser Federeinrichtung handeln.The longitudinal entrainment of the car body (ie the transmission of longitudinal forces acting in the vehicle longitudinal direction between the car body and the chassis unit) can in principle be effected in any suitable manner. For example, for this purpose, a conventional entrainment via a corresponding hinge between the car body and the chassis unit, for example, a pivot may be provided. In preferred variants of the vehicle according to the invention, this function of longitudinal driving is also at least partially integrated in the spring device. For this purpose, for example, for the transmission of forces in a vehicle longitudinal direction between the first contact element and the second contact element may be provided two arranged in a vehicle longitudinal direction on both sides of the first contact element and the second contact element stop elements. Additionally or alternatively, the spring unit for transmitting forces in a vehicle longitudinal direction may comprise at least one guide device designed for entrainment in the vehicle longitudinal direction. In the case of a hydraulic design of the spring device, this may be a piston guide of this spring device.
Die Federeinheit kann, wie erwähnt, grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst die Federeinheit ein hydraulisches Federelement, insbesondere ein hydropneumatisches oder ein elektrohydraulisches Federelement. Bei aktiven Varianten der Federeinheit kann dieses bevorzugt durch eine aktive Hydraulikeinheit versorgt werden. Die Hydraulikeinheit kann dabei grundsätzlich an beliebiger Stelle im Fahrzeug angeordnet sein. Bevorzugt wird sie an dem Fahrwerk angeordnet. Ebenso versteht es sich aber, dass die Hydraulikeinheit auch in der Federungseinrichtung integriert sein kann.The spring unit can, as mentioned, basically be designed arbitrarily. Preferably, the spring unit comprises a hydraulic spring element, in particular a hydropneumatic or an electro-hydraulic spring element. In active variants of the spring unit this can preferably be supplied by an active hydraulic unit. The hydraulic unit can basically be arranged at any point in the vehicle. Preferably, it is arranged on the chassis. However, it is also understood that the hydraulic unit can also be integrated in the suspension device.
Weiterhin kann die Federeinheit bei bestimmten Varianten der Erfindung ein passives Notfederelement umfassen. Auch dieses kann grundsätzlich an beliebiger geeigneter Stelle angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Notfederelement kinematisch in Serie mit einem weiteren, insbesondere aktiven, Federelement der Federeinheit angeordnet, sodass eine besonders einfache und kompakte Gestaltung erzielt wird. Auch das Notfederelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Bei besonders einfachen und robusten Gestaltungen umfasst das Notfederelement wenigstens eine Gummifeder.Furthermore, the spring unit may comprise a passive emergency spring element in certain variants of the invention. This, too, can in principle be arranged at any suitable location. Preferably, the emergency spring element is kinematically arranged in series with another, in particular active, spring element of the spring unit, so that a particularly simple and compact design is achieved. Also, the emergency spring element can basically be designed in any suitable manner. In particularly simple and robust designs, the emergency spring element comprises at least one rubber spring.
Zusätzlich oder alternativ kann auch das erste Kontaktelement und/oder das zweite Kontaktelement ein passives Notfederelement umfassen. Auch dieses Notfederelement kann wiederum wenigstens eine Gummifeder umfassen.Additionally or alternatively, the first contact element and / or the second contact element may include a passive emergency spring element. Again, this emergency spring element may in turn comprise at least one rubber spring.
Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung ist die Federeinheit als aktive, durch eine Steuereinrichtung angesteuerte Federeinheit ausgebildet, wobei die Steuereinrichtung dann insbesondere dazu ausgebildet ist, die Federeinheit zur Modifikation einer Federcharakteristik der Federeinheit anzusteuern. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, die Federeinheit zur Niveauregulierung der Federeinheit und damit auch des Wagenkastens anzusteuern.In further preferred variants of the invention, the spring unit is designed as an active, actuated by a control device spring unit, wherein the control device is then designed in particular to control the spring unit for modifying a spring characteristic of the spring unit. Additionally or alternatively, the control device may also be designed to control the spring unit for level control of the spring unit and thus also of the car body.
Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung kann die Federeinheit wenigstens eine passive Dämpfereinrichtung und/oder wenigstens eine aktive Dämpfereinrichtung umfassen, wodurch der Grad der Funktionsintegration und damit die Bauraumersparnis noch weiter vorangetrieben werden kann. Insbesondere bei hydraulischen Federeinheiten lässt sich eine solche Dämpfereinrichtung einfach über ein oder mehrere passive und/oder aktive Drosselventile oder dergleichen realisieren. Insbesondere kann die Steuereinrichtung dann dazu ausgebildet ist, die aktive Dämpfereinrichtung zur Modifikation einer Dämpfungscharakteristik der Federeinheit anzusteuern.In further preferred variants of the invention, the spring unit may comprise at least one passive damper device and / or at least one active damper device, whereby the degree of functional integration and thus the Space savings can be driven even further. In particular, in hydraulic spring units, such a damper device can be easily realized via one or more passive and / or active throttle valves or the like. In particular, the control device can then be designed to control the active damper device for modifying an attenuation characteristic of the spring unit.
Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung wenigstens einer für den Zustand der Fahrwerkseinheit repräsentativen Erfassungsgröße vorgesehen. Hierzu kann die Federeinheit beispielsweise eine Messeinrichtung der Erfassungseinrichtung aufweisen, die insbesondere zur Höhenmessung (mithin also zur Messung des Höhenniveaus des Wagenkastens) und/oder Druckmessung an der Federeinheit dienen kann. Hierbei kann eine mit der Erfassungseinrichtung verbundene Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche die Signale der Erfassungseinrichtung verarbeitet und die Federeinheit in Abhängigkeit von den Signalen der Erfassungseinrichtung. Hierüber kann eine Niveauregulierung und/oder eine Wankkompensation, und/oder eine aktive Federung und/oder eine aktive Dämpfung ebenso realisiert werden wie eine aktive Erhöhung der Entgleisungssicherheit, insbesondere eine aktive Erhöhung der Entgleisungssicherheit durch Aufbringen eines Nickmomentes, das einer Radentlastung entgegenwirkt.In further preferred variants of the vehicle according to the invention, a detection device is provided for detecting at least one detection variable representative of the state of the suspension unit. For this purpose, the spring unit, for example, have a measuring device of the detection device, which can serve in particular for height measurement (thus, therefore, for measuring the height level of the car body) and / or pressure measurement on the spring unit. In this case, a control device connected to the detection device can be provided which processes the signals of the detection device and the spring unit in response to the signals of the detection device. This can be realized as a leveling and / or roll compensation, and / or active suspension and / or active damping as well as an active increase in derailment safety, in particular an active increase in derailment security by applying a pitching moment, which counteracts a Radentlastung.
Bei weiteren Varianten der Erfindung ist eine Wankstützeinrichtung vorgesehen, die Wankstützeinrichtung kinematisch parallel zu der Federeinheit angeordnet ist und in herkömmlicher und hinlänglich bekannter Weise Wankbewegungen des Wagenkastens um eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Wankachse entgegenwirkt. Zusätzlich oder alternativ kann die die Wankstützeinrichtung zwei Pendelelemente umfassen, welche (beispielsweise durch eine schräg gestellte Anordnung ihrer Längsachsen in deren Schnittpunkt) einen Momentanpol einer Wankbewegung des Wagenkastens definieren. Die Querfedercharakteristik kann dann über die Gestaltung der Kontaktpunktkurve auf die Lage des Momentanpols abgestimmt sein, um ein bestimmtes Wankverhalten (insbesondere einen bestimmten Verlauf des Neige- bzw. Wankwinkels) des Wagenkastens bei einer Querauslenkung des Wagenkastens zu erzielen.In further variants of the invention, an anti-roll device is provided, the anti-roll device is arranged kinematically parallel to the spring unit and, in a conventional and well-known manner, counteracts rolling movements of the vehicle body about a roll axis parallel to the vehicle longitudinal direction. Additionally or alternatively, the anti-roll device may comprise two pendulum elements which (eg, by an obliquely arranged arrangement of their longitudinal axes in their intersection) define a Momentanpol a rolling motion of the car body. The transverse spring characteristic can then be matched to the position of the instantaneous pole via the design of the contact point curve, in order to achieve a specific roll behavior (in particular a specific course of the tilting or roll angle) of the car body with a transverse deflection of the carbody.
Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist eine Aktuatoreinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, angesteuert durch eine Steuereinrichtung eine Querauslenkung des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks in einer Fahrzeugquerrichtung zu erzeugen. Insbesondere bei solchen Gestaltungen kann die Querfedercharakteristik über die Gestaltung der Kontaktpunktkurve dann auf die Bauart und Leistungsfähigkeit der Aktuatoreinrichtung abgestimmt sein. Mithin kann der Widerstand gegen eine Querauslenkung des Wagenkastens so eingestellt werden, dass eine vergleichsweise kleine Aktuatoreinrichtung ausreicht, um eine gewünschte Querauslenkung zu erzielen.In further preferred variants of the vehicle according to the invention, an actuator device is provided, which is designed to generate, controlled by a control device, a transverse deflection of the car body relative to the chassis in a vehicle transverse direction. In particular, in such designs, the transverse spring characteristic can then be matched to the design and performance of the actuator via the design of the contact point curve. Thus, the resistance to a transverse deflection of the car body can be adjusted so that a comparatively small actuator device is sufficient to achieve a desired transverse deflection.
Die vorliegende Erfindung lässt sich in Verbindung mit beliebigen Fahrzeugen für beliebige Einsatzzwecke einsetzen. Vorzugsweise ist das Fahrzeug für einen Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 350 km/h, ausgebildet.The present invention can be used in conjunction with any vehicles for any purpose. Preferably, the vehicle is designed for high-speed traffic with a rated operating speed above 250 km / h, in particular above 350 km / h.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Federeinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, welche die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aufweist.The present invention further relates to a spring device for a vehicle, in particular a rail vehicle, which has the features and properties described above in connection with the vehicle according to the invention.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments, which refers to the accompanying drawings. Show it:
Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Die
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells
Das Drehgestell
Das Fahrzeug
Wie insbesondere
In
Die Wankstütze
Bei Bogenfahrt bewirkt die im Schwerpunkt SP des Wagenkastens
Je nach dem Abstand zwischen dem Schwerpunkt SP und dem Momentanpol MP des Wagenkastens
Dank der durch die Kinematik der Wankstütze
Die maximal zulässigen Werte für die im Bezugssystem (xp, yp, zp) der Passagiere wirkende Querbeschleunigung ayp,max werden in der Regel von den Betreibern des Fahrzeugs
Querfedercharakteristik der Sekundärfederung, also der Verlauf des Widerstands der Sekundärfederung
Bei herkömmlichen Fahrzeugen gibt die Sekundärfederung in der Regel eine Querfedercharakteristik vor, die kaum bzw. nur mit vergleichsweise großem Aufwand an ein gewünschtes Wankverhalten anpassbar ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch durch die nachfolgend beschriebene Gestaltung der Sekundärfederung
Zu diesem Zweck umfasst die Sekundärfederung
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung (bevorzugt in Fahrzeugquerrichtung und/oder Fahrzeuglängsrichtung mittig) auch lediglich eine einzige Federeinrichtung
Wie insbesondere der
Die Federeinheit
Das erste Kontaktelement
Im Bereich seiner Basis
Im vorliegenden Beispiel sind sowohl die erste Kontaktfläche
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zumindest eine der beiden Kontaktflächen als mehrfach gekrümmte Fläche ausgebildet sein kann. Hierdurch kann beispielsweise eine Nickbeweglichkeit in die Sekundärfederung
Das zweite Kontaktelement
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine anderweitige Abfolge der Komponenten vorgesehen sein kann. So kann beispielsweise eine umgekehrte Reihenfolge der Komponenten zwischen dem Wagenkasten
Im vorliegenden Beispiel sind die erste Kontaktfläche
Hierbei kann, wie schematisiert in den
Wie den
In der ersten Nut
Ergeben sich im Betrieb des Fahrzeugs
Die Gestaltung des zweiten Vorsprungs
Im vorliegenden Beispiel ist der zweite Vorsprung
Im vorliegenden Beispiel ist die Gestaltung des zweiten Vorsprungs
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch mehrere, in Fahrzeugquerrichtung beabstandete Schlupfverhinderungspaarungen aus jeweils einem zweiten Vorsprung
Es versteht sich jedoch zum einen, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine anderweitige Gestaltung der beiden Kontaktflächen vorgesehen sein kann, bei welcher über einen anderweitigen Formschluss in der Fahrzeugquerrichtung ein derartiger Schlupf verhindert werden kann. Insbesondere können die beiden Kontaktflächen im Wesentlichen vollständig mit einer entsprechenden Verzahnung versehen sein. Zum anderen versteht es sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung ein solcher Formschluss in der Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Kontaktflächen auch fehlen kann, mithin also in der Fahrzeugquerrichtung reiner Reibschluss zwischen den beiden Kontaktflächen gegeben sein kann.However, it is understood, on the one hand, that in other variants of the invention it is also possible to provide a different design of the two contact surfaces, in which such slippage can be prevented by means of an otherwise positive fit in the vehicle transverse direction. In particular, the two contact surfaces can be substantially completely provided with a corresponding toothing. On the other hand, it is understood that in other variants of the invention, such a form fit in the vehicle transverse direction between the two contact surfaces may also be missing, so therefore can be given in the vehicle transverse direction pure frictional engagement between the two contact surfaces.
Die Federeinheit
Die Notfeder
Die hydropneumatische Feder
Der Kraftvermittlungsteil
Im vorliegenden Beispiel ist die räumliche Anordnung von Zylinder
Der Arbeitsraum
Weiterhin versteht es sich, dass in die Hydraulikleitung
Der hydropneumatische Federteil
Die
Wie der
Führt der Wagenkasten
Hierbei kommt es zu einer Verschiebung der zweiten Kontaktfläche
Die Gestaltung der beiden Kontaktflächen
Bei dieser Bewegung wandert zudem der Kontaktpunkt
Über die Kontaktelemente
Die
Wie der
Bei einer weiteren Querauslenkung des Wagenkastens
Durch einen solchen stetigen Anstieg des Querauslenkungswiderstands Wy mit der Querauslenkung kann eine Selbstzentrierung des Wagenkastens
Hierbei versteht es sich, dass der Querauslenkungswiderstand Wy von der Auslenkung dz des Wagenkastens
Mit anderen Worten kann über die Gestaltung der beiden Kontaktflächen
Die Anpassung der Querfedercharakteristik an einen gewünschten Verlauf kann bei einer (beliebig) vorgegebenen Federcharakteristik der Federeinrichtung
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs
Die hiermit erzielte Selbstzentrierungswirkung der Sekundärfederung
Durch den bei der weiteren Querauslenkung außerhalb des Querauslenkungsmittenbereichs
Solche Konfigurationen mit niedrig und damit nahe an dem Schwerpunkt SP liegenden Momentanpol MP können besonders dann gewünscht sein, wenn vergleichsweise große Wankwinkel (beispielsweise von bis zu 8° bis 10°) eingestellt werden sollen, ohne das Begrenzungsprofil der Strecke durch große Querauslenkungen zu verletzen.Such configurations with low and thus close to the center of gravity SP instantaneous pole MP may be particularly desirable when comparatively large roll angle (for example, up to 8 ° to 10 °) to be set without violating the boundary profile of the track by large transverse deflections.
Die Federeinheit
Dabei kann die Versorgungseinrichtung
Es versteht sich, dass bei bestimmten Varianten der Erfindung in die hydropneumatische Feder
Dank der um die Fahrzeughochachse drehbaren Verbindung zwischen dem Zylinder
Je nachdem, wie weit die Federeinrichtung
Ist jedoch, wie oben beschrieben, nur eine einzige Federeinrichtung
Aufgrund der oben beschriebenen Gestaltung der Federeinrichtung
Es versteht sich, dass die beiden Kontaktelemente
Auch die Materialwahl für die beiden Kontaktelemente
Im vorliegenden Beispiel ist eine separate Notfeder
Zweites und drittes AusführungsbeispielSecond and third embodiments
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Der wesentliche Unterschied zur Ausführung aus
So sind die Lenker
Wie der
Wie der
Wie der
Wie in der
In einem solchen Fall ist es insbesondere möglich, auf eine Wankstütze
Im Fall von zwei zu unterschiedlichen Seiten eines Drehpunktes des Wagenkastens
Weiterhin versteht es sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine Anordnung von mehr als zwei Federeinrichtungen, insbesondere drei Federeinrichtungen, vorgesehen sein kann, welche insbesondere (beispielsweise durch eine nicht auf einer Linie liegende Anordnung der Federeinrichtungen) sowohl Nickmomente als auch Wankmomente aufnehmen kann.Furthermore, it is understood that in other variants of the invention, an arrangement of more than two spring means, in particular three spring means may be provided, which can accommodate in particular (for example by not lying on a line arrangement of the spring devices) both pitching moments and rolling moments ,
Die
Das Fahrzeug
Wie der
Wie der
Bei einer weiteren Querauslenkung des Wagenkastens
Bei einer weiteren Querauslenkung des Wagenkastens
Hiermit kann die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Querfedercharakteristik mit der Selbstzentrierung im Quermittenbereich um eine äußere Bewegungsbegrenzung ergänzt werden, wie sie bei herkömmlichen Fahrzeugen typischerweise von seitlichen Anschlägen oder Puffern zur Verfügung gestellt wird. Solche zusätzlichen Anschläge oder Puffern können dann vollständig fehlen, wodurch sich die Gestaltung des Fahrzeugs weiter vereinfacht.Hereby, the transverse spring characteristic described in connection with the first embodiment can be supplemented with the self-centering in the transverse center region by an outer movement limitation, as is typically provided by lateral stops or buffers in conventional vehicles. Such additional stops or buffers may then be completely absent, further simplifying the design of the vehicle.
Bei anderen Gestaltungen kann aber auch vorgesehen sein, dass sich entlang der Kontaktpunktkurve bis zu einem Punkt mit einer maximalen Auslenkung dz1 des ersten Kontaktelements in dem Querauslenkungsmittenbereich ein zunächst progressiver, dann linearer und schließlich degressiver Anstieg des Querauslenkungswiderstands Wy ergibt. Bei einer weiteren Querauslenkung des Wagenkastens nimmt die Auslenkung dz des Wagenkastens bis zu einem weiteren Punkt mit einem Wert dz2 wieder ab, wobei sich ein abschnittsweise progressiver, dann linearer und schließlich degressiver Abfall des Querauslenkungswiderstands Wy ergibt, wie dies in
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen beschrieben, bei denen eine hydropneumatische Federeinrichtung zum Einsatz kommt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Federeinrichtung zum Einsatz kommen kann. Insbesondere können rein aktive Systeme zum Einsatz kommen, bei denen die Federwirkung über ein oder mehrere aktive Federeinrichtungen, beispielsweise elektromechanische, elektromagnetische oder elektrohydraulische Elemente mit entsprechend hoher Regelbandbreite, zur Verfügung gestellt wird.The present invention has been described above solely by way of example in which a hydropneumatic spring device is used. It is understood, however, that in other variants of the invention, any other spring device can be used. In particular, purely active systems can be used in which the spring action is provided by means of one or more active spring devices, for example electromechanical, electromagnetic or electrohydraulic elements having a correspondingly high control bandwidth.
Weiterhin wurde die vorliegende Erfindung vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen beschrieben, bei denen die hydropneumatischen Federeinrichtungen voneinander isoliert zum Einsatz kommen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine gegebenenfalls aktiv steuerbare Kopplung zwischen den Federeinrichtungen vorgesehen sein kann, um beispielsweise Wank- und/oder Nicksteifigkeiten zu vermeiden bzw. an bestimmte Vorgaben oder Fahrsituationen anzupassen. Furthermore, the present invention has been described above by way of example only, in which the hydropneumatic spring means are used in isolation from each other. It is understood, however, that in other variants of the invention, an optionally actively controllable coupling between the spring devices may be provided to avoid, for example, roll and / or pitch stiffness or adapt to certain requirements or driving situations.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für Schienenfahrzeuge beschrieben. Es versteht sich weiterhin, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann.The present invention has been described above solely by means of examples of rail vehicles. It goes without saying that the invention can also be used in conjunction with any other vehicles.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R016 | Response to examination communication |